基于激励耦合的铝电解槽接地故障诊断方法研究

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作者 尹刚 钱中友 +2 位作者 颜非亚 曹文琦 朱淼 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第4期127-135,共9页

铝电解槽在复杂的工作环境中运行,受强磁场、电场、热场等多物理场耦合效应影响,容易发生接地故障,严重影响其生产效率和安全性。针对现有检测方法在精准定位与实时诊断方面存在一定局限性,提出一种基于激励耦合的铝电解槽接地故障诊断... 铝电解槽在复杂的工作环境中运行,受强磁场、电场、热场等多物理场耦合效应影响,容易发生接地故障,严重影响其生产效率和安全性。针对现有检测方法在精准定位与实时诊断方面存在一定局限性,提出一种基于激励耦合的铝电解槽接地故障诊断方法。该方法通过在铝电解系列首端注入幅值为30 V、频率为100 Hz的交流电压信号激励,并结合铝电解槽两端的交流电压与对地电压的动态响应,分析其接地故障特征。研究表明,铝电解槽在正常运行状态下电路表现为容性特征,而在接地故障发生以后,电路特性则由容性转变为阻性。基于这一特性,分别在单点接地故障和多点接地故障情况下设计了多组仿真实验,并引入容阻比作为故障诊断指标。通过对比正常运行与故障状态下的电气特征,提出以下诊断判据:当铝电解槽同时满足以下条件时:槽两端交流电压u i大于阈值u ci,槽两端交流电压和槽对地交流电压相位差φi<10°以及容阻比αi>104,表明该铝电解槽存在接地故障。通过制作实验原理样机并进行现场实验,验证了该方法能够有效识别铝电解槽的单点接地故障和多点接地故障,并且适用于在线监测与实时诊断。实验结果表明,该方法在提升铝电解槽运行安全性与经济效益方面具有显著优势,为铝电解槽的接地故障诊断提供了高效、可靠的解决方案。 展开更多

关键词 铝电解 激励耦合 接地 故障诊断 检测技术

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铝电解槽磁流体稳定性判定:基于垂直磁场B_(z)算术平均值的研究

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作者 杨溢 《有色金属（冶炼部分）》 CAS 北大核心 2025年第1期66-71,共6页

研究了铝电解槽磁流体动力学(MHD)稳定性的判定标准,重点分析了垂直磁场Bz算术平均值(B_(z0))在评估中的关键作用。通过文献综述、理论推导和实证研究,验证了B_(z0)作为MHD稳定性判定指标的有效性。采用某500 kA铝电解项目为案例,结果表... 研究了铝电解槽磁流体动力学(MHD)稳定性的判定标准,重点分析了垂直磁场Bz算术平均值(B_(z0))在评估中的关键作用。通过文献综述、理论推导和实证研究,验证了B_(z0)作为MHD稳定性判定指标的有效性。采用某500 kA铝电解项目为案例,结果表明B_(z0)对电解槽磁场设计具有显著指导作用。提出了基于B_(z0)的MHD稳定性判定模型,并对比了不同稳定性判据的优缺点,为铝电解槽的设计和优化提供了新思路和方法。 展开更多

关键词 铝电解槽 垂直磁场 算术平均值 磁流体动力学稳定性 B_(z0)

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基于Adaboost-PSO-SVM的铝电解槽健康状态诊断方法研究 被引量：10

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作者 尹刚 钱中友 +10 位作者 曹文琦 全鹏程 许亨权 颜非亚 王民 向禹 向冬梅 卢剑 左玉海 何文 卢润廷 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期354-365,共12页

针对铝电解槽在铝电解生产过程中故障频发的问题,提出了一种基于支持向量机(support vector machine,SVM)的铝电解槽健康状态诊断模型,考虑传统的支持向量机只能适用于二分类问题,采用自适应推进算法(adaptive boosting,Adaboost)将支... 针对铝电解槽在铝电解生产过程中故障频发的问题,提出了一种基于支持向量机(support vector machine,SVM)的铝电解槽健康状态诊断模型,考虑传统的支持向量机只能适用于二分类问题,采用自适应推进算法(adaptive boosting,Adaboost)将支持向量机的二分类问题转化为多分类问题用于求解铝电解槽健康状态诊断问题,充分考虑了子模型的权重,强化了模型的适用性。并利用粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)对其超参数寻优,提高模型的预测精度。实验结果表明,提出的铝电解槽健康状态诊断模型的准确率和Macro-F1分数分别达到94.70%和0.9453,相较于其他传统模型均有显著提升。 展开更多

关键词 电解 算法 健康状态 预测 实验验证

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粉煤灰中铝资源回收技术研究进展 被引量：7

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作者 罗振勇 陈沐阳 +2 位作者 公彦兵 Byambagar Batdelger Tungalagtamir Bold 《有色金属（冶炼部分）》 CAS 北大核心 2024年第5期53-61,共9页

粉煤灰是火力发电厂燃煤产生的大宗工业固体废弃物,富含丰富的铝资源。基于生态环境效益及我国铝土矿资源匮乏的双重驱动,从粉煤灰中回收铝资源具有重要意义。主要综述了酸法、碱法和其他方法等粉煤灰中回收铝资源的方法,比较了氧化铝... 粉煤灰是火力发电厂燃煤产生的大宗工业固体废弃物,富含丰富的铝资源。基于生态环境效益及我国铝土矿资源匮乏的双重驱动,从粉煤灰中回收铝资源具有重要意义。主要综述了酸法、碱法和其他方法等粉煤灰中回收铝资源的方法,比较了氧化铝提取率、反应温度和酸碱浓度等主要技术指标,总结和讨论了现有技术的优缺点,指出上下游产业链的构建是粉煤灰中铝资源回收产业化的迫切问题,提出紧密结合地方区域循环经济发展,研发绿色、温和、副产品综合利用的新技术是未来粉煤灰综合利用产业发展的必由之路。 展开更多

关键词 粉煤灰 铝 酸法 碱法 循环经济

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500kA铝电解槽支承主梁的设计研究 被引量：2

5

作者 杨志强 刘应 《有色金属（冶炼部分）》 CAS 北大核心 2019年第3期30-34,共5页

针对某工程500kA铝电解槽支承主梁结构形式的方案优选,采用综合评价法定量分析后,得出对于大跨度支承主梁采用箱型梁结构形式更加合理。分析计算了主梁所承受的载荷,并对主梁危险截面进行了校核计算,最后,利用ANSYS-Workbench有限元仿... 针对某工程500kA铝电解槽支承主梁结构形式的方案优选,采用综合评价法定量分析后,得出对于大跨度支承主梁采用箱型梁结构形式更加合理。分析计算了主梁所承受的载荷,并对主梁危险截面进行了校核计算,最后,利用ANSYS-Workbench有限元仿真平台进行模拟校核计算。结果表明,主梁的强度、刚度和稳定性均满足设计要求。 展开更多

关键词 铝电解槽 支承主梁 综合评价法 ANSYS 有限元分析

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二次铝灰产品化方案及评价 被引量：3

6

作者 崔维 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期75-78,83,共5页

综述了近年来以二次铝灰为原料制备氧化铝、净水剂、耐火材料、冰晶石、分子筛和陶瓷材料的现状,同时分析其产品及技术特点,对二次铝灰产品化利用给出评价和建议。

关键词 二次铝灰 危险废物 产品化 评价及建议

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基于AHP-TOPSIS的铝电解槽设计方案优选 被引量：4

7

作者 杨志强 柴婉秋 《矿冶工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期107-110,共4页

根据铝电解槽技术特点,从经济、技术和安全3个方面,选取9个评价指标构建了综合评价指标体系;采用层次分析法(AHP)确定各项评价指标的权重系数,再耦合逼近理想解排序法(TOPSIS)建立铝电解槽设计方案优选的综合评价模型;最后,运用该模型... 根据铝电解槽技术特点,从经济、技术和安全3个方面,选取9个评价指标构建了综合评价指标体系;采用层次分析法(AHP)确定各项评价指标的权重系数,再耦合逼近理想解排序法(TOPSIS)建立铝电解槽设计方案优选的综合评价模型;最后,运用该模型针对某400 kt/a的铝锭工程,选取4种初选设计方案进行综合评比,结果表明:电流强度为500 kA的设计方案最优,其次是550 kA和420 kA设计方案,600 kA设计方案最劣。评价结果与实际工程预期相吻合,该方法可应用于铝电解槽设计方案的优选决策。 展开更多

关键词 铝电解槽 层次分析法 逼近理想解的排序法 方案优选

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级联边缘卷积与注意力机制的点云分类分割研究 被引量：2

8

作者 王秋红 徐杨 +1 位作者 蒋诗怡 熊举举 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2024年第12期170-180,共11页

近几年点云的分类分割研究多采用多层次架构提取点云特征的方法,提取到较为稳定的高层语义特征,但是全局特征和邻域特征提取不足并且缺乏对上下文信息的特征融合。因此,提出一种新的LAM-EdgeCNN网络,采用边缘卷积与注意力机制级联的方... 近几年点云的分类分割研究多采用多层次架构提取点云特征的方法,提取到较为稳定的高层语义特征,但是全局特征和邻域特征提取不足并且缺乏对上下文信息的特征融合。因此,提出一种新的LAM-EdgeCNN网络,采用边缘卷积与注意力机制级联的方式对点云进行多层级特征提取,获取高层次特征信息。为了加强对特定通道特征和关键空间点的捕捉,提出一种轻量型LAM注意力机制,使用CAM特征通道注意力获取各通道的关联,定位关键通道特征的捕获,使网络更加关注特定通道特征以减少信息弥散和特征冗余;引入SAM空间注意力机制获取点空间的位置信息的注意力权重,增加获得浅层信息的细粒度。采用注意力机制与边缘卷积EdgeConv相结合的方式,增强上下文感知能力,充分提取和融合点云的局部特征和上下文特征,获得面向下游任务的点云特征。将模型应用于公开数据集,实验表明,模型在点云分类、部件分割、语义分割任务中取得良好效果且具有较好鲁棒性。 展开更多

关键词 点云分类 点云分割 轻量型 注意力机制 边缘卷积

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增强型霜冰优化算法的复杂环境下机器人路径规划

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作者 谢灿坤 于丽娅 +2 位作者 张涛 任文杰 莫代贵 《计算机应用研究》 北大核心 2025年第1期185-195,共11页

针对原始霜冰优化算法(RIME)在移动机器人路径规划问题中存在易陷入局部最优和收敛速度慢等问题,提出一种增强型霜冰优化算法(ERIME)用于对复杂环境下移动机器人进行路径规划。首先,采用基于sine混沌映射的透镜成像种群选择策略对种群... 针对原始霜冰优化算法(RIME)在移动机器人路径规划问题中存在易陷入局部最优和收敛速度慢等问题,提出一种增强型霜冰优化算法(ERIME)用于对复杂环境下移动机器人进行路径规划。首先,采用基于sine混沌映射的透镜成像种群选择策略对种群初始化阶段进行增强以增加种群多样性,使算法更好地进行探索和开发;其次,使用随机因子控制的最值搜索策略和质心中点引导的开发机制对算法的探索和开发阶段进行改进,增强算法跳出局部最优解的能力,更好地探索全局最优解,并加快算法的收敛速度;此外,建立ERIME算法的Markov链模型,证明了算法的全局收敛性。为验证ERIME的有效性,对该算法采用CEC2017测试集进行验证,并与其他知名的元启发式算法进行比较,结果表明该算法具有良好的性能。最后,将其应用于复杂环境下的移动机器人路径规划问题中,实验结果表明,ERIME可以高效地为机器人进行路径规划,且可以找到一个非常优质的路径。 展开更多

关键词 机器人 路径规划 霜冰优化算法 栅格地图 sine映射 最值搜索

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基于概率神经网络的柴油机故障诊断与预测研究 被引量：13

10

作者 郑小倩 胡仕强 吴舰 《工矿自动化》 北大核心 2013年第9期104-108,共5页

针对柴油机故障诊断、预测难的问题,分析了柴油机常见故障及影响因素,介绍了柴油机故障数据的提取、分析和处理方法,建立了一种基于概率神经网络的故障诊断与预测模型。仿真结果表明,该模型能够有效地对柴油机等复杂机械系统故障进行诊... 针对柴油机故障诊断、预测难的问题,分析了柴油机常见故障及影响因素,介绍了柴油机故障数据的提取、分析和处理方法,建立了一种基于概率神经网络的故障诊断与预测模型。仿真结果表明,该模型能够有效地对柴油机等复杂机械系统故障进行诊断和预测,可以快速准确地给出诊断结果,其故障诊断和预测准确率达到94.84%。 展开更多

关键词 柴油机 故障诊断 预测 概率神经网络 PNN

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既有红黏土地基压密固结效应研究 被引量：10

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作者 赵蕾 陈筠 +1 位作者 郑莆 赵鹏 《科学技术与工程》 北大核心 2016年第2期229-234,248,共7页

为了解受荷时间对既有红黏土地基压密固结效应的影响,针对影响承载力变化的"时间"因素,利用贵州铝厂氧化铝厂中受上部荷载分别为40年、30年、20年的既有红黏土地基载荷试验与地基土的物理力学性质试验,对地基土压密的时效性... 为了解受荷时间对既有红黏土地基压密固结效应的影响,针对影响承载力变化的"时间"因素,利用贵州铝厂氧化铝厂中受上部荷载分别为40年、30年、20年的既有红黏土地基载荷试验与地基土的物理力学性质试验,对地基土压密的时效性进行了研究。试验获得了12个工点地基土的承载力特征值、极限荷载、变形模量、相关土工试验数据以及地基土性状随时间发生变化的规律。结果表明,长期受上部荷载作用的既有红黏土地基表现出明显的压密固结效应,承载力提高幅度达到了6.7%到73.3%,红黏土地基承载力随受荷时间的增加呈上升趋势。研究结果以期为贵州铝厂其他车间的改建与重新开发提供地质依据。 展开更多

关键词 既有红黏土地基 时间效应 载荷试验 压密固结 地基承载力

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铝电解槽氧化铝浓度控制过程分析 被引量：8

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作者 曹阿林 曹斌 +1 位作者 易小兵 李劼 《有色金属（冶炼部分）》 CAS 北大核心 2013年第8期17-21,共5页

对铝电解槽氧化铝过(欠)量下料过程中氧化铝浓度变化规律以及对槽电压、电解质温度的影响进行分析。结果表明:一定条件下,过(欠)量下料持续时间均随氧化铝浓度变化范围的增大而增大,随过(欠)量百分数的增大而减小,过量下料持续时间随二... 对铝电解槽氧化铝过(欠)量下料过程中氧化铝浓度变化规律以及对槽电压、电解质温度的影响进行分析。结果表明:一定条件下,过(欠)量下料持续时间均随氧化铝浓度变化范围的增大而增大,随过(欠)量百分数的增大而减小,过量下料持续时间随二次反应率的增大而减小,欠量下料持续时间随二次反应率的增大而增大;相同条件下,欠量下料的持续时间大于过量下料;一定条件下,槽电压随下料过(欠)量百分数的增大而增大,电解质温度变化量随下料欠量百分数的增加而降低,随下料过量百分数的增加而增加。 展开更多

关键词 铝电解槽 氧化铝浓度 过(欠)量下料 控制

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铝电解过程中R-C曲线的理论分析 被引量：6

13

作者 曹阿林 曹斌 +1 位作者 易小兵 李劼 《有色金属（冶炼部分）》 CAS 北大核心 2013年第12期15-17,24,共4页

通过对铝电解过程中氧化铝浓度与氧化铝分解电压、电解质本体电压、阳极气泡电压、阳极反应过电压以及阳极扩散过电压之间关系的理论计算分析,确定了铝电解槽电压与氧化铝浓度间的关联关系,并绘制出铝电解槽的R-C控制曲线,为实现铝电解... 通过对铝电解过程中氧化铝浓度与氧化铝分解电压、电解质本体电压、阳极气泡电压、阳极反应过电压以及阳极扩散过电压之间关系的理论计算分析,确定了铝电解槽电压与氧化铝浓度间的关联关系,并绘制出铝电解槽的R-C控制曲线,为实现铝电解过程中氧化铝浓度的控制提供理论依据。 展开更多

关键词 铝电解槽 氧化铝浓度 槽电压 槽电阻 R—C曲线

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基于KPCA和SVM的铝电解槽漏槽事故预警方法 被引量：9

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作者 尹刚 李伊惠 +7 位作者 何飞 曹文琦 王民 颜非亚 向禹 卢剑 罗斌 卢润廷 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第8期3419-3428,F0003,共11页

针对铝电解槽运行数据复杂多维、结构非线性且故障样本量相对正常运行样本量少的问题,提出了一种基于数据驱动的漏槽事故预警模型。模型采用简单经典的分类算法支持向量机,避免小样本数据带来的过拟合问题。并用交叉验证训练测试方法和... 针对铝电解槽运行数据复杂多维、结构非线性且故障样本量相对正常运行样本量少的问题,提出了一种基于数据驱动的漏槽事故预警模型。模型采用简单经典的分类算法支持向量机,避免小样本数据带来的过拟合问题。并用交叉验证训练测试方法和麻雀搜索算法对参数寻优,提高分类器的性能。同时为了更好地挖掘铝电解运行数据中的特征信息采用核主成分分析法将数据降到8维,模型运行速度提高了65.51 s。另外在设置分类标签时结合实际情况选取了三个变化显著的特征参数作为辅助分类条件从而扩充了故障样本。最后对该漏槽事故预警模型进行性能验证,实验表明模型F1分数达到了0.995,AUC值达到了0.998。 展开更多

关键词 电解 泄漏事故 算法 神经网络 故障预测

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基于深度学习的300 kA铝电解槽阳极效应预测 被引量：9

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作者 尹刚 陈根 +3 位作者 何文 颜非亚 罗斌 李锐 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期161-170,共10页

本文对铝电解槽阳极效应机理和故障参数进行研究,提出了一种基于深度学习的阳极效应预测方法,能适应不同维度、不同数据特征的槽况参数,直接从海量原始数据中挖掘故障特征信息,大幅缩减效应响应时间,具有很好的鲁棒性和抗干扰能力,同时... 本文对铝电解槽阳极效应机理和故障参数进行研究,提出了一种基于深度学习的阳极效应预测方法,能适应不同维度、不同数据特征的槽况参数,直接从海量原始数据中挖掘故障特征信息,大幅缩减效应响应时间,具有很好的鲁棒性和抗干扰能力,同时在模型调试优化上,采用Batch normalization算法和梯度检验,提高了模型收敛速度和稳定性。结果表明:该模型效应预测准确率和F1分数分别达到94.65%和0.9317,提前预报时间可达16 min,并通过现场实验验证,达到实际生产要求。 展开更多

关键词 铝电解 300 kA 阳极效应预测 深度学习 算法优化

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六水氯化铝脱水制备无水氯化铝的设想 被引量：4

16

作者 马家玉 姜跃华 杨小平 《有色金属（冶炼部分）》 CAS 北大核心 2013年第9期31-35,共5页

在"粉煤灰—无水氯化铝—电解铝"的新工艺路线中,六水氯化铝脱水制备无水氯化铝是关键。评述了六水氯化铝制备无水氯化铝的方法,并在参考六水氯化镁脱水工艺的基础上,设计了六水氯化铝的脱水方案。

关键词 六水氯化铝 脱水 无水氯化铝 粉煤灰 设想

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分形插值法拟合铝液界面波动曲线 被引量：3

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作者 喻亮 高凡 +1 位作者 王紫千 姜艳丽 《桂林理工大学学报》 CAS 北大核心 2017年第2期322-330,共9页

采用少量的数据点,运用分形插值方法拟合铝电解槽阳极导杆等距时间电压降曲线,发现通过分形插值函数拟合出的曲线更接近原始数据作出的实际曲线,证明铝电解槽中熔融电解质与铝液界面的波动曲线是非线性的,具有分形特征。另外,代入不同... 采用少量的数据点,运用分形插值方法拟合铝电解槽阳极导杆等距时间电压降曲线,发现通过分形插值函数拟合出的曲线更接近原始数据作出的实际曲线,证明铝电解槽中熔融电解质与铝液界面的波动曲线是非线性的,具有分形特征。另外,代入不同的垂直比例因子,分形插值曲线的形态是不同的,证实垂直比例因子对分形插值生成的曲线具有一定的影响。将分形插值曲线和传统插值曲线比较,证实了分形插值拟合曲线的优越性。 展开更多

关键词 分形插值 波动曲线 非线性 垂直比例因子

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高铝粉煤灰氯化法生产无水氯化铝新工艺 被引量：2

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作者 马家玉 杨鑫 +2 位作者 姜跃华 杨小平 李劼 《有色金属（冶炼部分）》 CAS 北大核心 2013年第10期23-26,共4页

粉煤灰氯化法生产无水氯化铝、无水氯化铝电解得到金属铝是一条新的研究思路,其中粉煤灰氯化法生产无水氯化铝是关键。在参考海绵钛生产工艺的基础上,提出了一个高铝粉煤灰直接氯化法生产无水氯化铝的新工艺,并对粉煤灰氯化、无水氯化... 粉煤灰氯化法生产无水氯化铝、无水氯化铝电解得到金属铝是一条新的研究思路,其中粉煤灰氯化法生产无水氯化铝是关键。在参考海绵钛生产工艺的基础上,提出了一个高铝粉煤灰直接氯化法生产无水氯化铝的新工艺,并对粉煤灰氯化、无水氯化铝精制等关键技术进行了详细的分析。 展开更多

关键词 高铝粉煤灰 氯化 无水氯化铝 精制

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铝电解槽阴极钠扩散及热应力-钠膨胀耦合的计算 被引量：2

19

作者 王恒 周凯琦 +1 位作者 周终强 黄俊 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期2007-2014,共8页

利用ANSYS Workbench仿真平台建立铝电解槽热应力-钠膨胀耦合计算的有限元模型,提出利用非稳态质量扩散和瞬态热传导的相似性模拟钠扩散的方法,得到了钠在阴极炭块中的浓度分布。根据钠浓度的分布将钠膨胀系数转化为热膨胀系数,实现钠... 利用ANSYS Workbench仿真平台建立铝电解槽热应力-钠膨胀耦合计算的有限元模型,提出利用非稳态质量扩散和瞬态热传导的相似性模拟钠扩散的方法,得到了钠在阴极炭块中的浓度分布。根据钠浓度的分布将钠膨胀系数转化为热膨胀系数,实现钠膨胀和热膨胀的间接耦合,模型还考虑钢的塑性变形和摩擦接触,计算结果与实际情况吻合较好。 展开更多

关键词 铝电解槽 钠扩散 热应力 钠膨胀 有限元

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基于递推子空间的氧化铝浓度预测控制 被引量：1

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作者 阎群 梁佳宇 +3 位作者 刘波 崔家瑞 李擎 黄若愚 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期467-474,共8页

为实现氧化铝浓度精确控制,基于子空间辨识及模型预测控制技术,提出一种递推子空间氧化铝浓度自适应预测控制方法.首先,采用带遗忘因子的递推子空间算法,建立氧化铝浓度的在线预测模型,自适应地根据铝电解过程工况变化准确预测氧化铝浓... 为实现氧化铝浓度精确控制,基于子空间辨识及模型预测控制技术,提出一种递推子空间氧化铝浓度自适应预测控制方法.首先,采用带遗忘因子的递推子空间算法,建立氧化铝浓度的在线预测模型,自适应地根据铝电解过程工况变化准确预测氧化铝浓度;然后,应用预测控制实现氧化铝浓度的自适应控制;最后,基于某铝厂实际生产数据开展实验研究,验证所提控制方法在氧化铝浓度精确控制上的有效性和优越性. 展开更多

关键词 铝电解 氧化铝浓度 子空间辨识 递推最小二乘 预测控制 子空间预测控制

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